密封件性能影响因素的探讨

【前言】密封件性能影响因素的探讨由文秘帮小编整理而成，但愿对你的学习工作带来帮助。密封件，是一种零部件，其主要功能在于避免密封空间内部的液体和气体通过相邻表面而泄露到外部环境，以及防止外部环境的液体或者固体颗粒进入密封空间内部。密封的形式包括两种，一种是静态密封，又可以划分为中压、低压、高压三种密封类型；另一种是动态密封，根据运...

[摘 要]为了更好的了解各种参数如密封件材料硬度、安装时过盈量以及往复速度对泵汲率的影响，本文对各种状态下密封件相关的影响因素进行力学分析。

[关键词]密封件；性能；影响因素

中图分类号：TB42 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）02-0278-01

唇形往复式密封件工作时依靠唇口特殊的压力布局产生泵汲效应。它通过使外行程油膜厚度小于内行程油膜厚度，在密封区域形成一个内外行程的流量差，将泄漏的油泵回密封腔体，从而实现密封。对密封件性能产生影响的因素包括多方面，在本文中主要探讨密封件性能影响因素。

1、密封件的简介

密封件，是一种零部件，其主要功能在于避免密封空间内部的液体和气体通过相邻表面而泄露到外部环境，以及防止外部环境的液体或者固体颗粒进入密封空间内部。密封的形式包括两种，一种是静态密封，又可以划分为中压、低压、高压三种密封类型；另一种是动态密封，根据运动方式可以划分为两种类型，分别是旋转运动形式和往复运动形式。密封件和运动的部件相互接触的时候，称之为接触密封。否则，则称之为非接触密封。密封件在工程领域的多个行业中得到广泛的应用，随着现代化工、航天航空以及石油等领域的不断发展，其技术对密封件的性能提出更加高的要求。

2、密封件性能影响因素的分析

2.1 弹性材料的性质对密封件性能的影响

在密封件中主要的弹性材料是橡胶材料，在制作橡胶材料的时候，橡胶材料的硬度和制作工艺具有重要的关系，制作工艺对橡胶材料的硬度产生较大的影响。对于橡胶材料而言，硬度的变化导致杨氏模量也出现相应的变化，对密封件的各个方面性能都产生不同程度的影响，包括工作的温度范围、磨损和摩擦性能等等。同时，密封件唇口的压力受力情况和橡胶材料的性质也具有很大的关系，不同的材料对唇口生热量、泵汲率产生一定的影响。根据密封件的材料要求，所使用的材料必须具有较高的机械强度和硬度，可以抗高温耐低温，同时还需要抗腐蚀、耐磨损、抗老化，具备理想的变形恢复功能，可以对密封件的轴轮进行跟随，并且对磨损的部位进行有效地补偿。实际上，在生产密封件的过程中会增加许多添加剂，也会对密封件材料的硬度产生影响。密封件材料的硬度和抱轴力之间的关系成正相关的关系，密封件材料的硬度越强，抱轴力越强，由此可见，密封件材料的硬度对密封件的性能产生显著的影响。因此，在制作密封件的过程中，必须选择符合密封件硬度条件的草料进行制作。

2.2 安装过程对密封件性能的影响

在进行密封件的安装过程中，需要进行过盈配合，从而促使密封件和轴相互形成预紧力。密封件内径和轴外径的差值为过盈量，对预紧力的大小产生重要的影响。过盈量不同，影响唇口和轴之间的配合程度，对接触宽度和接触压力产生影响，导致二者发生变化，最终促使密封件的泵汲率和生热量出现变化。不同的过盈量，密封件和唇口的接触压力随之变化。过盈量越大，和油侧面靠近的部位所承受的压力越小，而靠近空气侧的部位所承受的压力越大。可见，过盈量和接触压力呈现出反向相关的关系。过盈量越大，接触宽度越大，而且这种增大的趋势越来越明显；与此同时，在一定范围内最大的接触压力和过盈量呈现反向变动的关系。由于过盈量的增加导致抱轴力的增大，因此在开始的时候，最大接触压力随着过盈量的增大而增加，此时接触宽度随着过盈量发生变化的趋势并不明显。由此可见，在一定范围内，最大接触压力和抱轴力之间出现正向变动的关系。在过盈量不断增加的过程中，接触面积和抱轴力也处于增加的状态中，而且接触面积的增加趋势比抱轴力增加的趋势更加明显。因此，在单位面积内，过盈量越大，所承受的抱轴力越小。

2.3 工况度密封件性能的影响

（1）往复速度对密封件的性能产生影响

在密封件运行的时候，往复速度对密封件的性能产生一定的影响。密封件运行过程中的往复速度对油膜的厚度、泵汲率、生热量的大小产生影响。往复速度超过一定的限度，会导致密封件唇口温度过高，甚至高于密封件材料所承受的温度范围。往复速度低于一定的程度，油膜厚度过小，导致干摩擦的出现，缩短密封件的使用时间。在设计密封件中必须考虑往复速度的影响。

（2）油温对密封件的性能产生影响

油的黏度和油的温度具有密切的关系，温度越高，油的黏度越小。油的黏度发生变化，进而导致密封区域油膜的厚度和摩擦力也发生变化。在密封件运行的过程中，唇口的温度会发生变化进而导致油膜温度也发生变化，对往复密封过程中的油膜厚度产生影响，最终对密封件的泵汲效率产生影响。

（3）油侧压力对密封件的性能产生影响

在不同的油压作用下，密封件的受力情况有所区别。油侧压力越大，密封件和轴的接触宽度越大，唇口应力更大。在油压作用下，弹簧槽发生变形。与此同时，由于空气侧具有支撑环，可以阻止空气侧的密封件脱落出来，当密封件和支撑环的距离几乎为零的时候，接触宽度停止增加。

此外，在油侧压力越来越大的过程中，密封件和轴之间的摩擦力所产生的热量不断增加。加上不同过盈量对生热量所带来的影响，随着油压的不断增大，不同过盈量的生热量差距会不断增大。

综上，影响密封件性能的因素包括多方面因素，主要包括材料的硬度、过盈量的变化、往复速度、油的温度以及油侧的压力。材料硬度增加促使密封件最大接触压力和泵汲率越来越小，同时也促使生热量增加。过盈量越大，密封件的唇口最大接触压力处于减小的阶段，接触宽度有所增大，泵汲率和生热量都随着过盈量的增加而增加。往复速度越大，泵汲率和生热量也处于增加的状态中。油温度越高，密封件泵汲率不断减小。油侧压力越大，接触宽度增大，生热量增加，单位面积生热量也在增加，后者增加的幅度大于生热量增加的幅度。

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